摘要
近年来，随着经济的飞速发展，天然气、石油等自然资源的需求不断增长，大口径、高密度、高压力输送方式促使管线钢向高钢级发展。管线钢在实际服役过程中，受到地表沉陷、挤压、弯曲等因素影响其内部会发生塑性变形。本文将以X80管线钢为研究对象，通过预压缩试验、拉伸试验以及三点弯曲试验，模拟其实际服役情况，探究预压缩变形对其强度指标及断裂性能的影响。 首先对管线钢进行0.5%、1.0%以及1.5%进行预压缩变形，然后将未变形试样与三种变形量下的试样进行拉伸试验，得到屈服、抗拉强度的变化规律；采用单试样柔度法进行CTOD断裂韧性试验，研究不同预变形量下断裂韧度的变化规律；然后测量了裂纹尖端附近组织显微硬度的变化，分析裂纹尖端塑性变形区大小与预变形量之间的变化规律；使用OM、SEM分析了X80管线钢材料微观组织变化以及裂纹扩展变化。 拉伸试验结果表明：随着预压缩变形量提高，X80管线钢屈服强度降低明显，变形量从0增加到1.5%，对应的屈服强度从574MPa下降到503MPa。抗拉强度无明显变化，因此屈强比由0.92降低到0.83。此外，随预压缩变形量增加，包申格效应愈发显著，具体表现为应力应变曲线下移，同时预压缩变形在一定程度上降低了材料塑性。 断裂韧性试验结果表明：当X80管线钢预压缩变形量从0增加到1.5%时，对应的断裂韧度裂纹尖端张开位移由0.75mm下降到0.27mm，临界J积分值从780kJ/m2下降到280kJ/m2。随着变形量增加，裂纹尖端塑性区面积逐渐减小。X80管线钢组织及裂纹扩展方式随预压缩变形量增加发生明显变化，为管线钢性能安全评价提供理论依据。
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